手控器作为遥操作系统中本地端重要的人机交互设备,是操作者感知外部操作环境,完成对远端机器人进行控制的中间信息媒介,其性能直接关乎遥操作系统的稳定性和控制精度。临场感技术是遥操作系统中交互技术的核心内容,其目的在于使操作人员可以实时感受到远端现场的环境信息(包括视觉、触觉、力觉等),有助于操作者对所进行的作业做出精确的判断,从而有效地完成远程作业任务。基于遥操作系统的基本要求,本文设计了一种基于Delta并联机构的三自由度力反馈手控器,对手控器的机构分别进行了几何学分析,可以根据三个直线导轨上滑块位移计算出末端位置的坐标。本文还分析了手控器的静力学和动力学模型,并研究了其活动机构的重力补偿方法,建立了手控器的重力补偿模型。该手控器具有大行程、低惯性、高刚度和可实现重力补偿的特点。本文设计了手控器的底层控制系统,包括底层硬件和控制系统软件。实现了对光电编码器信号的采集和对直流电机的控制,分别用于对末端位置的测量和对末端的力反馈。其中底层硬件的核心控制器采用STM32+FPGA架构,STM32作为主控制器,FPGA作为协处理器负责采集编码器信号和控制直流电机驱动;STM32和FPGA之间使用FSMC进行数据交互。上位机软件采用模块化设计思路,单独设计与下位机通信的调试控制软件和基于CHAI3D平台的虚拟场景。二者之间通过内存映射实现了数据共享,从而将手控器与CHAI3D软件平台进行对接,提高了软件的可扩展性。本文还设计了手控器的测量标定系统,通过高精度电控位移台搭建标定平台,并设计相应的标定实验,对手控器位置进行测量标定,并通过反复的实验数据分析,验证其是否满足设计指标的要求。